农作物空间格局变化研究进展评述-论文.pdf

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1、第35卷，第1期中国农业资源与区划~o1．35，No．1．ppl2．202014年2月ChineseJournalofAcUdturalResourcesandRegionalPlanningFebruary，加14doi：10．7621／cjarrp．1005-9121．20140103·农业遥感专栏·农作物空间格局变化研究进展评述冰吴文斌，杨鹏，李正国，陈仲新，周清波，唐华俊，(1．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081；2．农业部农业信息技术重点实验室，北京100081)摘要农作物空间格局及其时空动态变化研究具有

2、重要的理论和实际意义，已经成为地理学和生态学的前沿和热点研究问题。该文从农作物空间格局变化的特征、机理机制和模拟模型等3个方面系统总结了国内外最新研究进展，讨论了研究中存在的关键问题，并对未来发展趋势和重点进行了展望。研究认为，农作物空间格局变化特征研究主要包括基于统计数据的方法、基于遥感信息的方法和基于空间模型的方法。农作物空间格局变化机理研究主要围绕不同自然一社会经济驱动因子对农作物格局演变的作用机制开展，剖析农作物空间格局演变的内外部原因。农作物空间格局变化模拟模型从早期非空间模型发展到空间模型，而且越来较多模型对微观农户的作物选

3、择或决策行为及其对农作物空间格局变化的影响给予了很多关注。在未来相当长的一段时间内，基于多尺度和多信息源数据融合的农作物空间格局变化特征提取、综合自然一社会经济多因素、宏观和微观多层次、静态和动态多机制的农作物空间格局变化机理分析、以及多学科和多方法综合的农作物空间格局变化模拟模型构建将是农作物空间格局变化研究的重点发展方向。关键词农作物空间格局变化特征机理模型农业土地利用是人类为了自身的生存和发展需求而有意识地对土地资源进行开发、经营和利用的活动，是土地系统的重要组成部分J。农作物空间格局是一个地区或生产单位作物种植结构、熟制与种植方

4、式的空间表达，主要包括：农作物的组成与布局，即种植什么和在哪里种植的问题；农作物的复种或休闲，即一年几熟或几年几熟的问题；农作物的种植方式，即如何种植的问题，包括连作、轮作、间种与套种等。农作物空间格局是农业土地利用的一种形式和结果，反映了人类农业生产在空间范围内利用农业生产资源的状况，是了解农作物种类、结构、分布特征的重要信息，也是进行作物结构调整和优化的依据。同时，农作物空间格局特征及其时空动态变化信息也是研究农业生态系统对陆地碳循环贡献，评价全球变化对区域农业生产影响的基础。因此，农作物空间格局及其时空动态变化研究具有重要的理论和

5、实际意义，已经成为地理学和生态学的前沿和热点研究问题。人类发展的历史是不断对土地加以开发利用和对土地覆盖进行改造的历史，农业土地利用或农作物空间格局处于动态变化之中。自20世纪90年代以来，国际地圈生物圈计划与国际全球环境变化人类行为计划的共同执行土地利用／覆盖变化研究(Land—UseandLand—CoverChange，LUCC)以及后续全球土地计划(GlobalLandProject，GLP)的实施，极大促进了“土地变化科学”的诞生与发展-4J。农作物空间格局变化研究无论在理论和方法方面，还是在实践方面都取得了长足的进展。文章将

6、重点围绕农作物空间格局变化的特征、机理机制和模拟模型等方面的研究进展进行归纳和总结，讨论已有或目前研究中存在的关键问题，并对未来发展趋势和重点进行展望，以飨读者。1农作物空间格局变化特征研究农作物空间格局特征主要包括单一作物的空间分布特征和多种作物组合形成的种植制度特征。农作物收稿日期：2013—11-08吴文斌为副研究员杨鹏为研究员李正国为副研究员陈仲新、周清波均为研究员唐华俊为研究员、副院长’基金项目：国家自然科学基金项目(40930101和41271112)、全球变化研究国家重大科学研究计划项目(2010CB951504)、农业部

7、农业科研杰出人才基金项目第1期吴文斌等：农作物空间格局变化研究进展评述13空间格局变化信息获取方法主要有3种：基于统计数据的方法、基于遥感信息的方法以及基于空间模型的方法。基于统计数据分析是获取农作物空间格局变化信息的传统方法，已广泛应用于大区域尺度和长时间序列农作物空间格局及其变化分析研究。如张莉等利用统计数据分析了黑龙江省宾县过去15年农作物空间格局变化特征和规律]，Lobell等分析了气候变化影响下全球作物产量的时空格局特征J。统计方法的优势是不仅可以获取统计单元内农作物空间格局变化的数量和速率等特征的详细信息，还可以提供与农作物

8、生长、农业生产紧密相关的其他信息，如作物物候期、灌溉量、施肥量、投入成本和动力费用等。遥感技术作为一种高新技术，因成本低、迅速和准确的优点正被广泛应用于对地观测活动中。目前，多传感器、多时间分辨率、多空间分